基本共射放大电路与基极分压偏置电路比较
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晶体管共射极单管放大器单管放大电路的三种基本结构单管放大电路有共发射极、共基极和共集电极三种解法(组态),他们的输入和输出变量不同,因而电路的性能也不太一样。
共发射极单管放大电路.共集电极单管放大电路.共基极单管放大电路图一为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
他的偏置电路采用Rb1组成的分压式电路,并在发射极中接有电阻Re,以稳定放大器的静态工作点。
在放大器的输入端加入输入信号Ui后,在放大器的输入端可得到一个与Ui相位相反,幅值被放大的输出信号U0,从而实现放大。
图一共射极单管放大器实验电路图当流过电阻Rb1和Rb2的电流远大于晶体管T的基极电流Ib时,则他的静态工作点Ub可以以以下式估算Ub=Rb1*U/Rb1+Rb2 Ie=Ub-Ube/Re≈Ic Uce=Ucc-Ic(Rc+Re)放大倍数Av=-β(Rc∥Rc)/rbe+(1+β)Re输出电阻:R=Rb1∥Rb2∥[rbe+(1+β)Re]输入电阻;R0≈Rc放大器的测量与调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试。
消除干扰与自激振荡机放大器各项动态参数的测量与调试。
1.放大器静态工作点的测量与调试(1)放大器静态工作点的测量测量放大器静态工作点的条件:输入信号Vi=0即将输入端与地短接,选用量程合适的直流毫安表和直流电压表分别测出所需参数:Ic,Ub,Uc,Ue.(2)静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流Ic(或Uce)的调试与测量。
静态工作点对放大器的性能和输出波形都有很大影响。
工作点偏高会导致饱和失真如图(2)所示;反之则导致截止失真如图(3).图二图三改变电路参数Ucc,Rc,Rb(Rb1,Rb2)都会引起静态工作点的改变如图四所示:图四2.放大器的动态指标测试放大器的动态指标包括:电压放大倍数,输入电阻,输出电阻,最大不失真输出电压(动态范围)和通频带等。
(1)电压放大倍数Av的测量调整放大器到合适的静态工作点,再加入输入电压Ui ,在输出电压不是真的情况下,用交流豪伏表测出Ui和Uo的有效值,则Av=Uo/Ui。
一、复习引入复习基本共射极放大电路的结构及各元件的名称和作用。
二、新授(一)基本共射极放大电路分析(1)基本共射极放大电路的静态工作点无输入信号(u i=0)时电路的状态称为静态,只有直流电源U cc加在电路上,三极管各极电流和各极之间的电压都是直流量,分别用I B、I C、U BE、U CE表示,它们对应着三极管输入输出特性曲线上的一个固定点,习惯上称它们为静态工作点,简称Q点。
I B、I C、U BE、U CE通常表示为I BQ、I CQ、U BEQ 和U CEQ。
(a)共射放大电路 (b)直流通路图1 共射基本放大电路及其直流通路静态值既然是直流,故可用交流放大电路的直流通路来分析计算。
在如图1(b)所示共射基本电路的直流通路中,由+U cc —R b—b极—e极—地可得:一般U CC>U BEE,则I BQ=(U CC-U BEQ)/R b≈U CC/R b当U CC和R b选定后,偏流I B即为固定值,所以共射极基本电路又称为固定偏流电路。
如果三极管工作在放大区,且忽略I CEO,则I CQ≈βI BQ由+U cc—R c b极—c极—e极—地可得U CEQ=U CC=I CQ R C如果按上式算得值小于0.3V,说明三极管已处于或接近饱和状态,I CQ将不再与I BQ成β倍关系。
此时I CQ称为集电极饱和电流I CS,集电极与发射极间电压称为饱和电压U CES。
U CES值很小,硅管取0.3V。
可由下式求得I CS =(U CC-U CES)/R C一般情况下,U cc>U CESI CS≈U CC/R C(2)微变等效电路分析法共射基本放大电路的微变等效电路,如图2所示。
从图中可以看出,输入电阻R i为R b与r be的并联值,所图2 R i基本共射电路的微变等效电路R i=R b//r be≈r be当us被短路时,i b=0,i c=0,从输出端看进去,只有电阻Rc,所以输出电阻为R0=R C从图2中输入回路可以看出U i=i b r be令RL′=RC//RL,其输出电压为U O=-i c(R C//R L)=-i c R L′=-βi b R L′因此,电压放大倍数为A u=u o/u i=-iβR L/r be式中,负号表示U0志u r相位相反。
除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一:共射电路组态二:共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示。
(1)直流分析(2)交流分析放大倍数/输入电阻/输出电阻组态三:共基极放大电路共基组态放大电路如图交流、直流通路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路性能指标三种组态电路比较放大电路的三种基本组态2.6.1共集电极放大电路上图(a)是一个共集组态的单管放大电路,由上图(b)的等效电路可以看出,输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极,所以属于共集组态。
又由于输出信号从发射极引出,因此这种电路也称为射极输出器。
下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。
一、静态工作点根据上图(a)电路的基极回路可求得静态基极电流为二、电流放大倍数由上图(b)的等效电路可知三、电压放大倍数由上图(a)可得Re’=Re//RL由式(2.6.4)和(2.6.5)可知,共集电极放大电路的电流放大倍数大于1,但电压放大倍数恒小于1,而接近于1,且输出电压与输入电压同相,所以又称为射极跟随器。
四、输入电阻由图2.6.1(b)可得Ri=rbe+(1+β)Re’由上式可见,射极输出器的输入电阻等于rbe和(1+β)R、e相串连,因此输入电阻大大提高了。
由上式可见,发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路,需乘(1+β)倍。
五、输出电阻在上图(b)中,当输出端外加电压U。
,而US=0时,如暂不考虑Re的作用,可得下图。
由图可得由上式可知,射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻()除以(1+β),因此输出电阻很低,故带负载能力比较强。
由上式也可见,基极回路的电阻折合到发射极,需除以(1+β)。
2.6.2共基极放大电路上图(a)是共基极放大电路的原理性电路图。
由图可见,发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置,集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置,从而可以使三极管工作在放大区,因输入信号与输出信号的公共端是基极,因此属于共基组态。